Questões de Física - AFA | Gabarito e resoluções

(AFA - 2015) Uma onda estacionria estabelecida em uma corda homognea de comprimento 2 m, presa pelas extremidades, A e B, conforme figura abaixo. Considere que a corda esteja submetida a uma tenso de 10 N e que sua densidade linear de massa seja igual a 0,1 kg/m.Nessas condies, a opo que apresenta um sistema massa-mola ideal, de constante elstica k, em N/m e massa m, em kg, que oscila em movimento harmnico simples na vertical com a mesma frequncia da onda estacionria considerada

QUESTO ANULADA (AFA - 2015) Um corpo luminoso de massa 1 kg acoplado a uma mola ideal de constante elstica N/m 100 e colocado meia distncia entre uma lente esfrica delgada convergente L e um espelho esfrico cncavo gaussiano E, de distncias focais respectivamente iguais a 10 cm e 60 cm, como mostra a figura abaixo. Considere que o corpo luminoso seja puxado verticalmente para baixo 1 cm a partir da posio em que ele se encontra em equilbrio sobre o eixo ptico do sistema e, ento, abandonado, passa a oscilar em movimento harmnico simples exclusivamente na vertical. A distncia entre o centro de curvatura do espelho e o centro ptico da lente 40 cm. Dessa forma, o corpo luminoso serve de objeto real para a lente e para o espelho que conjugam, cada um, apenas uma nica imagem desse objeto luminoso oscilante. Nessas condies, as funes horrias, no Sistema Internacional de Unidades (SI), que melhor descrevem os movimentos das imagens do corpo luminoso, respectivamente, conjugadas pela lente L e pelo espelho E, so (a) (b) (c) (d)

(AFA - 2015) Uma pequenina esfera vazada, no ar, com carga eltrica igual a 1 C e massa 10 g, perpassada por um aro semicircular isolante, de extremidades A e B, situado num plano vertical. Uma partcula carregada eletricamente com carga igual a 4 C fixada por meio de um suporte isolante, no centro C do aro, que tem raio R igual a 60 cm, conforme ilustra a figura abaixo. Despreze quaisquer foras dissipativas e considere a acelerao da gravidade constante. Ao abandonar a esfera, a partir do repouso, na extremidade A, pode-se afirmar que a intensidade da reao normal, em Newtons, exercida pelo aro sobre ela no ponto mais baixo (ponto D) de sua trajetria igual a

(AFA - 2015) Em um chuveiro eltrico, submetido a uma tenso eltrica constante de 110 V, so dispostas quatro resistncias hmicas, conforme figura abaixo. Faz-se passar pelas resistncias um fluxo de gua, a uma mesma temperatura, com uma vazo constante de 1,32 litros por minuto. Considere que a gua tenha densidade de 1,0 g/cm3 e calor especfico de 1,0 cal/go C, que 1 cal = 4 J e que toda energia eltrica fornecida ao chuveiro seja convertida em calor para aquecer, homogeneamente, a gua. Nessas condies, a variao de temperatura da gua, em oC, ao passar pelas resistncias

(AFA - 2015) Duas grandes placas metlicas idnticas,P1e P2,sofixadas na face dianteira de dois carrinhos, demesma massa, A e B. Essas duas placasso carregadas eletricamente, constituindo, assim, umcapacitor plano de placas paralelas. Lanam-se, simultaneamente, emsentidos opostos, os carrinhos A e B, conforme indicado nafigura abaixo. Desprezadas quaisquer resistnciasao movimento do sistema e considerando que as placas estoeletricamente isoladas, ogrfico que melhor representa a ddp, U, no capacitor, em funo do tempo t, contado a partir do lanamento

(AFA - 2015) Desejando-se determinar a intensidade do campo magntico no interior de um solenoide longo percorrido por uma corrente eltrica constante, um professor de fsicaconstruiu um aparato experimental que consistia, alm do solenoide, de uma balana debraos isolantes e iguais a d1 e d2, sendo que o prato em uma das extremidades foisubstitudo por uma espira quadrada de lado l, conforme indicado na figura abaixo. Quando no circula corrente na espira, a balana se encontra em equilbrio e o plano da espiraest na horizontal. Ao fazer passar pela espira uma corrente eltrica constante i, o equilbrio dabalana restabelecido ao colocar no prato uma massa m. Sendo g o mdulo do campogravitacional local, o campo magntico no interior do solenoide dado pela expresso

(AFA - 2015) A figura a seguir representa um dispositivo usado para medir a velocidade angular de uma roda, constituda de material eletricamente isolante. Este dispositivo constitudo por uma espira condutora de rea 0,5 e imersa dentro de um campo magntico uniforme de intensidade 1,0 T. A espira gira devido ao contato da polia P com a roda em que se deseja medir a velocidade angular . A espira ligada a um voltmetro ideal V que indica, em cada instante t, a voltagem nos terminais dela. Considerando que no h deslizamento entre a roda e a polia P e sabendo-se que o voltmetro indica uma tenso eficaz igual a 10 V e que a razo entre o raio da roda (R) e o raio (r) da polia pode-se afirmar que em rad/s, igual a

(AFA - 2015) O diagrama a seguir mostra os nveis de energia permitidos para eltrons de um certo elemento qumico. Durante a emisso de radiao por este elemento, so observados trs comprimentos de onda: , e . Sabendo-se que , pode-se afirmar que igual a

QUESTO ANULADA!! (AFA - 2015) Um caminho de 20 m de comprimento se movimenta ao longo de uma estrada retilnea e o registro de sua posio x, em quilmetros, em funo do tempo t, em segundos, apresentado no grfico abaixo. Do instante inicial do movimento, t=0, at o tempo t1, o caminho, partindo do repouso, desloca-se em movimento retilneo uniformemente variado. A partir desse tempo t1, no entanto, o caminho inicia a travessia de uma ponte retilnea de 380 metros de extenso mantendo velocidade constante at que a atravesse completamente no tempo t2= 120 s. Considere que, durante a travessia, o caminho emita um sinal sonoro de frequncia constante igual a 160 Hz e que esse sinal se propague com velocidade de 340 m/s pelo ar, o qual se encontra em repouso em relao terra. Nessas condies, um observador parado no final da ponte ouvir o sinal sonoro emitido pelo caminho que se aproxima com uma frequncia, em hertz, dada por a) 170 c) 190 b) 180 d) 200 QUESTO ANULADA!!

(AFA - 2014) Um motociclista, pilotando sua motocicleta, move-se com velocidade constante durante a realizao do looping da figura abaixo. A Quando est passando pelo ponto mais alto dessa trajetria circular, o motociclista lana, para trs, um objeto de massa desprezvel, comparada massa de todo o conjunto motocicleta-motociclista. Dessa forma, o objeto cai, em relao superfcie da Terra, como se tivesse sido abandonado em A, percorrendo uma trajetria retilnea at B. Ao passar, aps esse lanamento, em B, o motociclista consegue recuperar o objeto imediatamente antes dele tocar o solo. Desprezando a resistncia do ar e as dimenses do conjunto motocicleta-motociclista, e considerando , a razo entre a normal (N), que age sobre a motocicleta no instante em que passa no ponto A, e o peso (P) do conjunto motocicleta-motociclista, (N/P), ser igual a

(AFA - 2014) Um bloco, de massa 2 kg, desliza sobre um plano inclinado, conforme a figura seguinte. O grfico vxt abaixo representa a velocidade desse bloco em funo do tempo, durante sua subida, desde o ponto A at o ponto B. Considere a existncia de atrito entre o bloco e o plano inclinado e despreze quaisquer outras formas de resistncia ao movimento. Sabendo que o bloco retorna ao ponto A, a velocidade com que ele passa por esse ponto, na descida, em m s, vale g = 10m/s; sen37= 0,6; cos37 = 0,8

(AFA - 2014) A figura abaixo mostra um sistema em equilbrio esttico, formado por uma barra homognea e uma mola ideal que esto ligadas atravs de uma de suas extremidades e livremente articuladas s paredes. A barra possui massa m e comprimento L0 , a mola possui comprimento natural L0 e a distncia entre as articulaes de 2L0. Esse sistema (barra-mola) est sujeito ao da gravidade, cujo mdulo da acelerao g e, nessas condies, a constante elstica da mola vale

(AFA - 2014) Dispe-se de duas mquinas trmicas de Carnot. A mquina 1trabalha entre as temperaturas de 227oCe 527oC,enquanto a mquina 2 opera entre 227 Ke 527 K. Analise as afirmativas a seguir e responda ao que se pede. I. A mquina 2 tem maior rendimento que a mquina 1. II. Se a mquina 1 realizar um trabalho de 2000 Jter retirado 6000 Jde calor da fonte quente. III. Se a mquina 2 retirar 4000 Jde calor da fonte quente ir liberar aproximadamente 1720 Jde calor para a fonte fria. IV. Para uma mesma quantidade de calor retirada da fonte quente pelas duas mquinas, a mquina 2 rejeita mais calor para a fonte fria. So corretas apenas

(AFA - 2014) Um corpo homogneo e macio de massa M e coeficiente de dilatao volumtrica constante imerso inicialmente em um lquido tambm homogneo temperatura de 0 C, e equilibrado por uma massa m1 atravs de uma balana hidrosttica, como mostra a figura abaixo. Levando o sistema formado pelo corpo imerso e o lquido at uma nova temperatura de equilbrio trmico x, a nova condio de equilbrio da balana hidrosttica atingida com uma massa igual a m2, na ausncia de quaisquer resistncias. Nessas condies, o coeficiente de dilatao volumtrica real do lquido pode ser determinado por

(AFA - 2014)Um estudante, ao repetir a experincia de James P. Joule para a determinao do equivalente mecnico do calor, fez a montagem da figura abaixo. Para conseguir o seu objetivo, ele deixou os corpos de massas M1 = 6,0 kg e M2 = 4,0 kg carem 40 vezes com velocidade constante de uma altura de 2,0 m, girando as ps e aquecendo 1,0 kg de gua contida no recipiente adiabtico. Admitindo que toda a variao de energia mecnica ocorrida durante as quedas dos corpos produza aquecimento da gua, que os fios e as polias sejam ideais e que o calor especfico da gua seja igual a 4,0 J/go C, o aumento de temperatura dela, em oC, foi de